專利名稱：一種污水污泥用干燥裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及物料干燥技術領域，特別是高水分污水污泥的干燥，具體地說是ー種污水污泥用干燥裝置。
背景技術：
在城市污水處理過程中，會產生大量的污水污泥。污水污泥中的水分含量很高，經(jīng)脫水處理后，脫水污泥的水分通常高于70%，有時甚至高達80%以上。污水污泥是ー種含有可燃性有機物質的固體廢棄物資源。由于污水污泥的發(fā)熱量低、水分含量變化大等原因，污水污泥很難被直接點燃或者維持穩(wěn)定燃燒，也難于直接熱解制取替代燃油。目前，污水污泥幾乎都未進行回收處理就直接填埋，一方面造成了有限的廢棄物資源的浪費；另一方面填埋不僅占地面積大，而且產生的甲烷氣體加劇了大氣污染和溫室效應。因此，合理回收利用污水污泥具有節(jié)能和環(huán)保雙重意義。目前，對于污水污泥資源化和能源化的研究和利用，主要在以下兩個方面污泥作為燃料或輔助燃料，采用各種燃燒技木，回收熱量；采用物理和化學方法將污泥干燥，制取替代燃油。污水污泥由于含有可燃成分，可用來做燃料或輔助燃料，節(jié)約部分優(yōu)質燃料，常被用于鍋爐燃料，生產熱水或蒸汽。但是該技術要求主燃燒設備必須達到足夠高的溫度，污泥具有較低的水分含量，且污泥的輸送距離足夠小。否則，污泥中水分蒸發(fā)需要大量熱量，會導致鍋爐爐膛溫度降低，燃料著火困難，甚至熄火。污泥水分進入鍋爐排煙中，也會導致排煙熱損失増加，鍋爐效率下降。采用物理和化學方法將污泥干燥，用干污泥熱解制取替代燃油是ー種新興的污泥資源化和能源化利用技木。該技術主要是指將含水分較多的污水污泥用熱空氣、熱煙氣或水蒸氣等介質進行干燥，獲得水分含量很低的污泥，使干污泥中的有機可燃物含量提高，從而減少熱解制油過程的能耗，提高熱解制油的熱效率，降低制油成本。目前，污泥熱處理干燥有高溫加壓熱處理和低溫加壓熱處理兩種方法，均采用間接加熱裝置或直接加熱裝置，可將污泥水分降低到30-45%。但是，這兩種方法均將污泥加熱到一定溫度，使水分蒸發(fā)，能耗較高。實踐中，還會出現(xiàn)換熱器結垢和結焦、分離液有機物濃度高、易散發(fā)惡臭、運行費用聞等缺點。污水污泥的有機可燃成分含量較低，當水分含量很高吋，不能直接用于燃燒或制取替代燃油。采用常規(guī)的干燥技術，不僅干燥過程能耗高，而且運行成本高，易發(fā)生二次污染。因此污水污泥直接熱解制油或燃燒利用技術還不成熟，并受到運行成本、能耗等的限制。流化床干燥技術具有干燥熱效率高，污染物少的優(yōu)點，但目前主要應用在固體物料干燥，對于高水分污泥并未涉及。

發(fā)明內容
為了克服現(xiàn)有污水污泥干燥方法存在的不足，本發(fā)明的目的是提供ー種污水污泥用干燥裝置，該裝置能降低干燥過程能耗，節(jié)約能源和減少溫室氣體的排放，本發(fā)明不僅適合污水污泥干燥，也可用于一般污泥的干燥。本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的
一種污水污泥用干燥裝置，其特征在于該裝置包括流化床反應器、冷凝換熱器、鍋爐空氣預熱器、水泵、送風機和增壓風機，在流化床反應器外表面設有傳熱管，流化床反應器包括給料裝置、溢流口和風室，料裝置和溢流口設置在流化床反應器中部，風室位于流化床反應器底部；傳熱管的進口端與鍋爐來的新蒸汽管道連接，出口端通過水泵與去鍋爐管道連接；冷凝換熱器的一端與流化床反應器的上部連接，另一端通過鍋爐空氣預熱器和增壓風機與流化床反應器的風室連接；送風機與冷凝換熱器連接。

本發(fā)明中，在冷凝換熱器處設有乏氣去鍋爐管道和冷凝水出口。在鍋爐空氣預熱器與增壓風機之間設有去鍋爐的助燃空氣管道。本發(fā)明中，傳熱管的位置和布置方式可以根據(jù)需要設置。傳熱管可以傾斜包覆在流化床反應器中部外表面上。在流化床反應器的下端設有風帽和布風板，風室通過布風板和風帽與流化床反應器中部相通。采用本發(fā)明對污水污泥進行干燥時，以熱空氣和水蒸氣為干燥介質，對污水污泥進行干燥，具體過程如下
污泥經(jīng)給料裝置進入流化床反應器，空氣經(jīng)冷凝換熱器和空氣預熱器預熱后，進入流化床反應器底部風室，經(jīng)布風板和風帽后，進入流化床反應器；
流化床反應器內的污泥顆粒隨空氣氣流向上運動，并吸收空氣和傳熱管傳遞的熱量；當污泥顆粒溫度達到水分析出溫度后，污泥中的水分析出產生水蒸氣，并與空氣混合成為濕空氣；濕空氣從流化床反應器上部進入冷凝換熱器，將熱量傳遞給冷空氣，然后濕空氣再進入鍋爐，參加鍋爐燃料燃燒；濕空氣經(jīng)冷凝換熱器放熱后，將熱量傳遞給冷空氣并產生冷凝水，冷凝水排出至污水處理系統(tǒng)；
被氣流帶到流化床反應器上部的污泥顆粒在重力的作用下，沿流化床反應器壁面四周回落到流化床反應器下部，繼續(xù)進行干燥；完成干燥的污泥顆粒從流化床反應器溢流口排出。所述污泥可以是各種形式的污泥，可以是污水污泥或道路污泥或兩種污泥的混合物。污泥中水分質量含量為30%-90%。流化床反應器內的污泥干重是新加入濕污泥干重的5倍以上。在使用時，調節(jié)新蒸汽與流化空氣的流量，控制流化床反應器內的溫度和顆粒運動，使污泥顆粒在重力作用下回落至流化床反應器下部，防止污泥顆粒逃逸并進入冷凝換熱器。調整污泥和空氣的流量，使污泥顆粒在流化床反應器內上下往復運動，發(fā)生流態(tài)化運動。本發(fā)明以熱空氣和水蒸氣為干燥介質，以提高干燥過程的熱能利用效率。污水污泥經(jīng)給料裝置進入反應器，來自增壓風機的具有一定溫度的流化風進入風室，經(jīng)過布風板及風帽，然后進入流化床反應器流化干燥段。流化風具有一定的流速，使污泥顆粒在爐膛內呈現(xiàn)流態(tài)化運動，在適當?shù)臍饬魉俣认拢捎谝妨ψ饔?，使得污泥顆粒隨氣流向上運動。來自于鍋爐的水蒸氣進入傳熱管，水蒸氣冷凝放出熱量，加熱污泥和流化風，同時產生的冷凝水經(jīng)水泵送回鍋爐吸熱，產生水蒸氣，供循環(huán)使用。通過傳熱管的放熱，熱空氣和顆粒的強烈混合作用，把熱量傳遞給污泥顆粒。當污泥顆粒的溫度達到水分蒸發(fā)溫度后，污泥中的水分受熱析出，產生水蒸氣，并與流化風混合，產生溫度較高的濕空氣。在流化干燥段上部，由于重力的作用，被流化風氣流帶到上部的污泥顆粒不會逃逸出流化干燥段，污泥顆粒沿流化干燥段壁面四周回落到下部。流化干燥段使污泥顆粒上下往復運動，為顆粒干燥提供了足夠的時間和熱量。完成干燥的污泥顆粒經(jīng)溢流ロ流出，可以作為鍋爐燃料或熱解制油原料。干燥生成的濕空氣從流化干燥段上部進入管式換熱器，濕空氣與冷空氣進行熱交換后，冷凝析出部分水分，成為溫度較低的飽和濕空氣，可直接作為鍋爐的助燃空氣。冷空氣被濕空氣加熱，再經(jīng)鍋爐空氣預熱器進ー步加熱后，分成流化風和助燃空氣兩個部分，流化風經(jīng)增壓風機進入風室，助燃熱空氣則進入鍋爐。本發(fā)明所涉及污泥，是指污水處理廠產生的含有有機可燃成分的污水污泥，也可以是其它污水處理過程產生的污泥。污泥中所含可燃成分是碳氫有機物，也可以是其它ー種或多種可燃成分。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有較強的污泥干燥能力，較低的干燥能耗，使用壽命長；干燥后的污泥可用于熱解制油和燃燒等，無二次污染排放。本發(fā)明解決了高水分的污水污泥難以干燥、干燥能耗高和易產生二次污染的難題，可應用于污水處理、化工、能源、環(huán)保等領域。


圖I是本發(fā)明的結構示意圖。圖I中，I-流化床反應器，2-溢流ロ，3-給料裝置，4-傳熱管，5-風帽，6-布風板，7-風室，8-水泵，9-去鍋爐管道，10-冷凝換熱器，11-乏氣去鍋爐管道，12-送風機，13-冷凝水出ロ，14-鍋爐空氣預熱器，15-去鍋爐的助燃空氣管道，16-鍋爐來的新蒸汽管道，17-增壓風機。
具體實施例方式下面結合圖I詳細描述本發(fā)明。一種本發(fā)明所述的污水污泥用干燥裝置，在流化床反應器I外表面設有傳熱管4，傳熱管4傾斜包覆在流化床反應器I中部外表面上。流化床反應器I包括給料裝置3、溢流ロ 2、風帽5、布風板6和風室7，風室7位于流化床反應器I底部，風室7通過布風板6和風帽5與流化床反應器I中部相通。給料裝置3和溢流ロ 2設置在流化床反應器I中部。傳熱管4的進ロ端與鍋爐來的新蒸汽管道16連接，出ロ端通過水泵8與去鍋爐管道9連接；冷凝換熱器10的一端與流化床反應器I的上部連接，另一端通過鍋爐空氣預熱器14和增壓風機17與流化床反應器I的風室7連接；送風機12與冷凝換熱器10連接。在冷凝換熱器10處設有乏氣去鍋爐管道11和冷凝水出ロ 13。在鍋爐空氣預熱器14與增壓風機17之間設有去鍋爐的助燃空氣管道15。使用時，以熱空氣和水蒸氣為干燥介質，對污水污泥進行干燥，污水污泥經(jīng)污泥給料裝置3進入流化床反應器I下部。冷空氣經(jīng)冷凝換熱器10和空氣預熱器14預熱后，一部分空氣經(jīng)去鍋爐助燃空氣管道15去鍋爐參加燃燒，其余空氣經(jīng)增壓風機17進入流化床、反應器I底部的風室7，經(jīng)布 風板6上面的風帽5，進入流化床反應器I。流化床反應器內的污泥顆粒由于曳力作用隨空氣氣流向上運動。鍋爐產生的水蒸氣經(jīng)鍋爐來的新蒸汽管道16，進入傳熱管4冷凝放熱，放出的熱量傳遞給污泥顆粒和空氣，污泥顆粒吸收空氣和傳熱管傳遞的熱量。產生的冷凝水經(jīng)水泵8和去鍋爐管道9返回鍋爐吸熱，重新產生水蒸氣。當污泥顆粒溫度達到水分析出溫度后，污泥中的水分析出產生水蒸氣，并與空氣混合成為濕空氣；濕空氣從流化床反應器上部進入冷凝換熱器10，放出熱量并析出冷凝水，然后濕空氣成為低溫乏氣，經(jīng)乏氣去鍋爐管道11，參加鍋爐燃燒。冷凝水經(jīng)冷凝水出口13排出至污水處理系統(tǒng)。被氣流帶到流化床反應器上部的污泥顆粒在重力的作用下，沿流化床反應器壁面四周回落到流化床反應器下部，繼續(xù)進行干燥；調節(jié)新蒸汽與流化空氣的流量，控制流化床反應器內的溫度和顆粒運動，使污泥顆粒在重力作用下回落至流化床反應器下部，防止污泥顆粒逃逸并進入冷凝換熱器。調整污泥和空氣的流量，使污泥顆粒在流化床反應器內上下往復運動，發(fā)生流態(tài)化運動。完成干燥的污泥顆粒質量較小，從流化床反應器溢流ロ 2排出。本發(fā)明中，所涉及污泥，是指污水處理廠產生的含有有機可燃成分的污水污泥，也可以是其它污水處理過程產生的污泥。污泥中所含可燃成分是碳氫有機物，也可以是其它ー種或多種可燃成分。污泥中水分質量含量為30%-90%。流化床反應器內的污泥干重是新加入濕污泥干重的5倍以上。本發(fā)明具有較強的污泥干燥能力，流化床反應器壽命長；干燥后的污泥可用于熱解制油和燃燒等，無二次污染排放。
權利要求
1.一種污水污泥用干燥裝置，其特征在于該裝置包括流化床反應器(I)、冷凝換熱器(10)、鍋爐空氣預熱器(14)、水泵(8)、送風機(12)和增壓風機(17)，在流化床反應器(I)夕卜表面設有傳熱管(4)，流化床反應器(I)包括給料裝置(3)、溢流ロ(2)和風室(7)，料裝置(3)和溢流ロ(2)設置在流化床反應器(I)中部，風室(7)位于流化床反應器(I)底部；傳熱管(4)的進ロ端與鍋爐來的新蒸汽管道(16)連接，出口端通過水泵(8)與去鍋爐管道(9)連接；冷凝換熱器(10)的一端與流化床反應器(I)的上部連接，另一端通過鍋爐空氣預熱器(14)和增壓風機(17)與流化床反應器(I)的風室(7)連接；送風機(12)與冷凝換熱器(10)連接。
2.根據(jù)權利要求I所述的污水污泥用干燥裝置，其特征在于在冷凝換熱器(10)處設有乏氣去鍋爐管道(11)和冷凝水出口(13)。
3.根據(jù)權利要求I所述的污水污泥用干燥裝置，其特征在于在鍋爐空氣預熱器(14)與增壓風機(17)之間設有去鍋爐的助燃空氣管道(15)。
4.根據(jù)權利要求I所述的污水污泥用干燥裝置，其特征在于傳熱管(4)傾斜包覆在流化床反應器(I)中部外表面上。
5.根據(jù)權利要求I所述的污水污泥用干燥裝置，其特征在于在流化床反應器(I)的下端設有風帽(5)和布風板(6)，風室(7)通過布風板(6)和風帽(5)與流化床反應器(I)中部相通。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種污水污泥用干燥裝置，包括流化床反應器、冷凝換熱器、鍋爐空氣預熱器、水泵、送風機和增壓風機，在流化床反應器外表面設有傳熱管，流化床反應器包括給料裝置、溢流口和風室，料裝置和溢流口設置在流化床反應器中部，風室位于流化床反應器底部；傳熱管的進口端與鍋爐來的新蒸汽管道連接，出口端通過水泵與去鍋爐管道連接；冷凝換熱器的一端與流化床反應器的上部連接，另一端通過鍋爐空氣預熱器和增壓風機與流化床反應器的風室連接；送風機與冷凝換熱器連接。本發(fā)明能降低干燥過程能耗，節(jié)約能源和減少溫室氣體的排放，本發(fā)明不僅適合污水污泥干燥，也可用于一般污泥的干燥。
文檔編號C02F11/16GK102643007SQ20121014132
公開日2012年8月22日 申請日期2012年5月9日 優(yōu)先權日2012年5月9日
發(fā)明者馮四平, 唐強, 孫國平, 張力, 祁紅 申請人:江蘇中容環(huán)保有限公司